Асчет предварительных диаметров валов привода

1) Диаметр вала электродвигатели серии АИР112 8 равен 32мм.Принимаем диаметр быстроходного вала равным диаметру вала электродвигателя.

2) Определим диаметр выходного вала редуктора:

Принимаем: .

Для найденного диаметра вала выбираем значения:

– приблизительная высота буртика,

– максимальный радиус фаски подшипника,

– размер фасок вала.

Определим диаметр посадочной поверхности подшипника:

Так как стандартные подшипники имеют стандартный диаметр, то принимаем .

Рассчитаем диаметр буртика для упора подшипника:

Принимаем: .

3) Определим диаметр приводного вала:

Для найденного диаметра вала выбираем значения:

– приблизительная высота буртика,

– максимальный радиус фаски подшипника,

– размер фасок вала.

Определим диаметр посадочной поверхности подшипника:

Так как стандартные подшипники имеют стандартный диаметр, то принимаем .

Рассчитаем диаметр буртика для упора подшипника:

8.Проверочный расчёт наиболее нагруженного вала на усталостную прочность и жёсткость

Проведём расчёт тихоходного вала.

C

A

B

Действующие силы: – окружная, – радиальная.

, , .

Определим реакции опор в вертикальной плоскости.

1. , ,

. Отсюда находим, что .

2. , ,

. Получаем, что .

Выполним проверку: , : ,

Следовательно, вертикальные реакции найдены верно.

Определим реакции опор в горизонтальной плоскости.

3. , ,

, получаем, что .

4. , , , отсюда .

Проверим правильность нахождения горизонтальных реакций: ,

, , – верно.

Просчитываем предполагаемое опасное сечение: сечение под колесом, ослабленное шпоночным пазом. Для этого сечения изгибающий момент М:

Определим механические характеристики материала вала (Сталь 45) по табл.: – временное сопротивление (предел прочности при растяжении); и – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручении; – коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений.

Рассчитаем осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала: , где – расчётный диаметр вала.

Вычислим изгибное и касательное напряжение в опасном сечении по формулам: , .

Определим запас сопротивления усталости только по изгибу и по кручению:

,

где и - амплитуды переменных составляющих циклов;

и - амплитуды постоянных составляющих циклов;

и - коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений;

k_d = 0.8 и k_F = 0.9 – масштабный фактор и фактор шероховатости поверхности;

и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении.

Определяем расчётный коэффициент запаса прочности:

- условие выполняется.

где - коэффициента запаса прочности

Проверяем жёсткость вала. По условиям работы зубчатого зацепления опасным является прогиб под колесом.

Полярный момент равен:

Прогиб в вертикальной плоскости от силы F_r:

Погиб в горизонтальной плоскости от силы F_t :

Суммарный прогиб:

Допускаемый прогиб:

ыбор подшипников качения.

I. Для тихохдного вала редуктора выберем радиальные однорядные шарикоподшипники лёгкой серии . Для них имеем: – диаметр внутреннего кольца, – диаметр наружного кольца, – ширина подшипника, – динамическая грузоподъёмность, – статическая грузоподъёмность, – предельная частота вращения при пластичной смазке. Частота оборотов . Требуемый ресурс работы .

Найдём: – коэффициент безопасности; – температурный коэффициент); – коэффициент вращения.

Определяем эквивалентную радиальную динамическую нагрузку .

Рассчитаем ресурс принятого подшипника: , или , что удовлетворяет требованиям.

2. Для приводного вала редуктора возьмём шарикоподшипники радиальные двухрядные сферические . Для него имеем – диаметр внутреннего кольца подшипника, – диаметр наружного кольца подшипника, – ширина подшипника, – номинальный угол контакта подшипников, – динамическая грузоподъёмность, – статическая грузоподъёмность.

10. Выбор и расчёт шпоночных соединений

Расчёт шпоночных соединений заключается в проверке условия прочности материала шпонки на смятие.

1. Соединение вала с зубчатым колесом. Имеем: – крутящий момент на валу, – диаметр вала, – ширина шпонки, – ее высота, – глубина паза вала, – глубина паза ступицы, – допускаемое напряжение на смятие, – предел текучести.

Определяем рабочую длину шпонки: Принимаем шпонку 16х10х45

Условие прочности:

2. Соединение выходного вала редуктора и муфты. Имеем: – крутящий момент на валу, – диаметр вала, – ширина шпонки, – высота шпонки, – глубина паза вала, – глубина паза ступицы, – допускаемое напряжение на смятие, – предел текучести.

Определяем рабочую длину шпонки: Принимаем шпонку12х8х70

Условие прочности: